6. Integrating Local Materials with Global Context
6.3 Experiments and Comparisons
6.3.2 Ablation Studies
distancia al borde C , mm2
Diámetro Huecos Huecos de ranura
nominal agrandados Eje mayor perpendicular Eje mayor
del al borde paralelo al
perno Ranura corta Ranura larga [a] borde
< 22 2 3 0,75d 0
24 3 3
> 27 3 5
[a] Cuando la longitud de ranura es menor que la máxima per- mitida (véase la Tabla 10.3.3), C puede ser reducido en la mi-2
tad de la diferencia entre la longitud máxima y la longitud actual de la ranura.
Para los restantes huecos de pernos
(
s d/2)
Rn= − tFu≤2dtFu (10.3-2d)
10.3.10b. Para el Método ASD
El área efectiva de aplastamiento de los pernos y pie- zas roscadas será el diámetro multiplicado por la longitud en aplastamiento.
(a) Cuando L e ≥ 1,5d y s ≥ 3d y hay dos ó más pernos en la línea de fuerza:
Para huecos estándar; para huecos de ranura corta y larga perpendiculares a la línea de fuerza; para huecos agrandados en conexiones de deslizamiento crítico; y para
huecos de ranura corta y larga en conexiones de desliza- miento crítico cuando la línea de fuerza es paralela al eje del hueco:
Cuando la deformación alrededor de los huecos para pernos es una consideración de diseño:
u
p F
F =1,2 (10.3-3a)
Cuando la deformación alrededor de los huecos para pernos no es una consideración de diseño, para el perno más cercano al borde: u u e p LF d F F = /2 ≤1,5 (10.3-3b)
y para los pernos restantes
(
)
u up s d F d F
F = − /2 /2 ≤1,5 (103-3c)
Para huecos de pernos de ranura larga perpendicula- res a la línea de fuerza
u
p F
F = (103-3d)
(b) Cuando L < 1,5d ó s < 3d ó para un solo perno ene
la línea de fuerza:
Para huecos estándar; para huecos de ranura corta y larga perpendiculares a la línea de fuerza; para huecos agrandados en conexiones de deslizamiento crítico; y para huecos de ranura corta y larga en conexiones de desliza- miento crítico cuando la línea de fuerza es paralela al eje del hueco:
Para un único hueco de perno o para el hueco de per- no más cercano al borde cuando hay dos o más huecos para pernos en la línea de fuerza
u u
e
p LF d F
F = /2 ≤1,2 (10.3-4a)
Para los restantes huecos de pernos
(
)
u up s d F d F
F = − 2 /2 ≤1,2 (10.3-4b)
Para huecos de pernos de ranura larga perpendicula- res a la línea de fuerza:
Para un único hueco de perno o para el hueco de per- no más cercano al borde cuando hay dos o más huecos para pernos en la línea de fuerza
u u e
p LF d F
F = /2 ≤ (10.3-4c)
Para los restantes huecos de pernos
(
)
u up s d F d F
F = − 2 /2 ≤ (10.3-4d)
10.3.11. Espesores Grandes de las Partes Conec- tadas
Los pernos A307 que cumplen con las resistencias de diseño, y para los que el espesor de las partes conecta- das excede de cinco diámetros, deben incrementar su número en uno por ciento por cada 2 mm adicionales en dicho espesor.
10.4. DISEÑO POR RESISTENCIA A LA ROTURA 10.4.1. Resistencia a la Rotura en Corte
La resistencia de diseño para el estado límite de rotu- ra a lo largo de una línea de falla en corte en los elemen- tos afectados de los miembros conectados es φRn ;
donde
φ = 0,75
n
R = 0,6FuAnv (10.4-1)
nv
A = área neta sometida a corte.
10.4.2. Resistencia a la Rotura en Tracción
La resistencia de diseño para el estado límite de rotu- ra a lo largo de un área en tracción en los elementos afec- tados de los miembros conectados es φ ;Rn
donde
φ = 0,75
n
R = FuAnt (10.4-2)
nt
A = área neta sometida a tracción.
10.4.3. Resistencia a la Rotura por Bloque de Corte
Bloque de corte es un estado límite en el que la resis- tencia se determina por la suma de la resistencia al corte en una línea de falla y la resistencia a la tracción en un segmento perpendicular. Debe verificarse en las conexio- nes de extremo de las vigas en que se recorta el ala supe- rior y en situaciones semejantes, tales como en elemen- tos en tracción y planchas de nudo. Cuando se usa la re- sistencia última a la rotura en la sección neta para deter- minar la resistencia en un segmento, se empleará la fluen- cia en la sección total en el segmento perpendicular. La resistencia de diseño para la rotura por bloque de corte,
n
R
φ , se calculará como sigue:
(a) CuandoFuAnt≥0,6FuAnv:
[
y gv u nt]
n F A F A R =φ 0,6 + φ (10.4-3a) (b) Cuando0,6FuAnv>FuAnt:[
u nv y gt]
n FA FA R =φ0,6 + φ (10.4-3b) donde φ = 0,75 gvA = área total sometida a corte.
gt
A = área total sometida a tracción.
nv
A = área neta sometida a corte.
nt
A = área neta sometida a tracción. 10.5. ELEMENTOS DE CONEXIÓN
Esta sección corresponde al diseño de elementos de conexión, tales como planchas de nudo, ángulos, carte- las y el alma en el nudo de una conexión viga-columna.
10.5.1. Conexiones Excéntricas
Las intersecciones de miembros cargados axialmente deben tener, de ser posible, sus ejes intersectándose en un punto. Si esto no es posible, deben tenerse en cuenta los esfuerzos cortantes y de flexión debidos a la excentri- cidad. Véase la Sección 10.1.8.
10.5.2. Resistencia de Diseño de Elementos de Co- nexión en Tracción
La resistencia de diseño, φ , de elementos de co-Rn
nexión soldados o empernados cargados estáticamente en tracción (por ejemplo planchas de nudo o de empal- me) será el menor valor obtenido de acuerdo a los esta- dos límites de fluencia, de rotura del elemento de conexión y de rotura por bloque de corte.
(a) Para fluencia en tracción del elemento de conexión:
φ =0,90
y g n AF
R = (10.5-1)
(b) Para rotura en tracción del elemento de conexión:
φ =0,75
u n n AF
R = (10.5-2)
donde A es el área neta, que no debe ser mayor den
g
A
85 ,
0 .
(c) Para rotura por bloque de corte del elemento de conexión, ver la Sección 10.4.3.
10.5.3. Otros Elementos de Conexión
Para cualquier otro elemento de conexión, la resisten- cia de diseño, φRn, será establecida para el estado límite que sea aplicable de manera de asegurar que la resisten- cia de diseño es igual o mayor que la resistencia requeri- da, donde Rn es la resistencia nominal correspondiente a la geometría y tipo de carga del elemento de conexión. Para fluencia en corte del elemento de conexión:
φ =0,90
y g
n AF
R =0,60 (10.5-3)
Si el elemento de conexión esta cargado en compre- sión, se hará un análisis por un estado límite apropiado.
10.6. PLANCHAS DE RELLENO
En construcciones soldadas, cualquier plancha de re- lleno de 6 mm ó más de espesor se extenderá más allá de
los bordes de la plancha de empalme y será soldada al elemento para el que se emplea con suficiente soldadura para transmitir la carga de la plancha de empalme, aplica- da a la superficie de la plancha de relleno. Las soldaduras que unen la plancha de empalme a la de relleno serán suficientes para transmitir la carga de la plancha de em- palme y serán suficientemente largas para evitar sobre esforzar la plancha de relleno a lo largo de la base de la soldadura. Cualquier plancha de relleno de un espesor menor a 6 mm tendrá sus bordes a ras con los de la plan- cha de empalme y el tamaño de la soldadura será la suma del tamaño necesario para soportar el empalme más el espesor de la plancha de relleno.
Cuando pasan pernos que soportan carga a través de planchas de relleno de espesor mayor a 6 mm, excepto en conexiones diseñadas como de deslizamiento crítico, las planchas de relleno se extenderán más allá del mate- rial de empalme y las extensiones de las planchas de re- lleno se asegurarán con suficientes pernos para distribuir el esfuerzo total en el elemento de manera uniforme en la sección combinada del elemento y la plancha de relleno, o se incluirá en la conexión un número equivalente de conectores. Las planchas de relleno con espesores entre 6 mm y 19 mm inclusive, no necesitan ser extendidas ni desarrollar su esfuerzo siempre que la resistencia en cor- te de los pernos se reduzca por el factor 0,0154(t – 6), donde t es el espesor total de las planchas de relleno, hasta 19 mm.
10.7. EMPALMES
Los empalmes soldados acanalados en vigas lamina- das y de plancha desarrollarán toda la resistencia de la sección más pequeña que se empalma. Otros tipos de empalmes en las secciones transversales de vigas lami- nadas y de plancha desarrollarán la resistencia requerida en el punto de empalme.
10.8. RESISTENCIA AL APLASTAMIENTO
Para el método LRFD la resistencia de superficies en aplastamiento es φ , dondeRn
φ =0,75
n
R se define a continuación para varios tipos de aplas- tamiento.
(a) Para superficies cepilladas, pines en huecos fresa- dos, perforados o taladrados y en los extremos de rigidi- zadores de apoyo. Para el método LRFD: pb y n FA R =1,8 (10.8-1) donde pb
A = área proyectada de aplastamiento
Para el método ASD:
y
p F
F =0,90
(b) Para apoyos deslizantes de rodillos y apoyos ro- tulados. Para el método LRFD: Si d ≤ 635 mm,
(
90)
2 , 1 − = y n F R ld/20 (10.8-2) Si d > 635 mm,(
90)
30 − = y n F R l d/20 (10.8-3)Para el método ASD:
(
90)
66 , 0 − = y p F R ld/20 donde: yF = esfuerzo de fluencia mínimo especificado, MPa. d = diámetro, mm .
l = longitud de aplastamiento, mm .
10.9. BASES DE COLUMNAS Y APLASTAMIENTO EN EL CONCRETO
Deben tomarse las precauciones necesarias para transferir las cargas y momentos de las columnas a las cimentaciones.
Para el método LRFD, la carga de diseño en aplasta- miento en el concreto es φcPp.
En concordancia con la Norma E.060 Concreto Arma- do, se recomienda que el diseño por aplastamiento se haga de la siguiente manera:
(a) En toda el área de un apoyo de concreto, para el método LRFD: p P = ' 1 85 , 0 fcA
para el método ASD:
p
F = 0,35 '
c
f
(b) En un área que es menor que el área total del apo- yo de concreto, para el método LRFD: p P =0,85f'A1 c 1 2 A A ≤ 2 (0,85f'A1 c )
para el método ASD:
p F =0,35 ' c f 1 2 A A ≤0,70 ' c f donde c φ = 0,60 1
A = área de acero concéntricamente cargada sobre
un apoyo de concreto.
2
A = área máxima de la superficie del apoyo de con-
creto que es geométricamente similar y concéntrica con A1.
10.10. PERNOS DE ANCLAJE E INSERTOS
Los pernos de anclaje e insertos serán diseñados de acuerdo con los criterios del American Concrete Institute. El factorφ debe corregirse en función de la relación de los factores de carga de esta Norma y los del ACI.
CAPÍTULO 11